真无线耳机麦克风降噪稳定性测试解析与实践

随着真无线耳机（TWS）市场的爆发式增长，其功能已从单纯的“听音乐”迅速扩展到“高清通话”和“语音助手交互”。在这一演变过程中，麦克风的降噪性能，特别是其在各种环境下的稳定性，成为了衡量一款耳机好坏的核心指标。GB/T 35590-2017《信息技术便携式数字设备用移动电源通用规范》虽然主要针对移动电源，但其对便携式数字设备的通用性要求，以及行业内对音频设备测试的共识，为我们理解真无线耳机麦克风降噪稳定性测试提供了重要的参考框架和方法论。本文将深入探讨这一测试的核心内容、流程及其对用户体验的实际意义。

一、核心概念：什么是麦克风降噪稳定性？

在讨论测试之前，我们需要明确“麦克风降噪稳定性”的含义。

1.麦克风降噪（通话降噪）：指耳机通过算法和硬件设计，抑制环境噪声，确保拾取到的人声清晰、纯净。这与“听音降噪”（ANC，即用户自己听到的安静程度）是两个不同的概念。

2.稳定性：指在不同环境噪声强度、不同头部运动（如转头、点头）、不同通话距离、以及不同信号强度下，麦克风降噪算法能够持续、一致地输出高质量语音信号的能力，不出现断连、爆音、忽大忽小或降噪效果骤降等现象。

二、测试标准与依据

虽然GB/T 35590-2017主要规范移动电源，但它强调了便携式数字设备的安全性、兼容性和可靠性。对于真无线耳机而言，其麦克风系统的稳定性直接关系到设备的可靠性和用户体验。

在实际的音频设备测试中，我们通常参考以下标准和方法来评估麦克风降噪稳定性，这些方法与GB/T 35590-2017所倡导的严谨测试精神是一致的：

-ITU-T标准：如ITU-T P.800(主观语音质量评估)和ITU-T P.862(PESQ，客观语音质量评估)，用于量化通话音质。

-3GPP TS 26.132：针对移动电话的有源语音质量测试标准，定义了多种噪声场景下的测试方法。

-ANSI/ASA S3.22：助听器及相关音频设备的测试标准，对麦克风性能有详细规定。

-消音室与仿真头测试：使用人工嘴、仿真耳（如HATS）和精密的音频分析仪（如Audio Precision）进行客观数据采集。

三、麦克风降噪稳定性测试流程

一套完整的麦克风降噪稳定性测试方案通常包含以下几个关键步骤：

1.测试环境搭建

-消音室：首先需要一个背景噪声极低的环境，以确保测试结果的准确性。

-仿真头（HATS）：使用符合人体工学的仿真头佩戴耳机，模拟真人耳道结构和头部对声波的衍射效应。

-声源系统：包括播放环境噪声的扬声器和作为通话对方的人工嘴。

-音频分析仪：用于采集、分析和记录耳机麦克风输出的电信号。

2.核心测试项目

A.不同噪声环境下的降噪能力测试（抗干扰稳定性）

这是最基础的测试。测试系统会播放几种典型的环境噪声，并评估耳机在这些噪声下拾取人声的能力。

-测试场景：

-白噪声：测试基础降噪能力。

-babble noise（多人交谈噪声）：模拟餐厅、办公室等场景。

-交通噪声：模拟地铁、汽车行驶等场景。

-突发性噪声：如鸣笛声、关门声，测试算法的瞬态响应能力。

-评估指标：信噪比改善量、语音清晰度（STI/RASTI）、PESQ分数。

B.运动稳定性测试（头部追踪与波束成形稳定性）

真无线耳机在佩戴时，由于头部运动，麦克风与嘴部的相对位置会发生变化。测试需要评估在此情况下，降噪算法（特别是波束成形算法）是否能持续对准声源。

-测试方法：

-转头测试：仿真头在水平方向（±30°,±60°,±90°）和俯仰方向进行转动，同时播放语音和噪声。

-点头/摇头测试：模拟用户在运动或说话时的微小头部动作。

-评估指标：语音信号的幅度波动、背景噪声的抑制程度变化、是否有明显的“风噪”或“呼呼声”。

C.近讲效应与距离稳定性测试

-测试方法：改变人工嘴与仿真头之间的距离，模拟用户佩戴口罩、戴帽子或手持设备通话等不同场景。

-评估指标：语音的响度变化、低频响应的稳定性、远距离拾音的清晰度。

D.无线传输稳定性测试（连接稳定性）

真无线耳机的左右耳之间以及与手机之间通过蓝牙连接。信号干扰会直接影响麦克风数据的传输。

-测试方法：

-在有Wi-Fi干扰、人流密集的区域进行通话测试。

-进行“走出连接范围”的边缘测试。

-评估指标：丢包率、延迟、是否有断连或爆音。

E.风噪抑制稳定性测试

户外使用是真无线耳机的重要场景，风噪是麦克风最大的敌人。

-测试方法：使用风洞设备或鼓风机，在不同风速下，从不同角度吹向佩戴耳机的仿真头。

-评估指标：风噪的抑制程度、人声是否被破坏、是否有明显的“呼呼”声。

四、测试结果分析与判定

测试完成后，系统会生成详细的报告，包括：

-客观数据：如PESQ分数、信噪比、总谐波失真加噪声（THD+N）、频响曲线等。

-主观评价：由经过培训的听音员对通话质量进行打分（MOS分），评估语音的自然度、背景噪声的可懂度、是否有算法带来的artifacts（如“金属声”、“水声”）。

判定依据：

-优秀标准：在高噪声环境下（如80dB以上），仍能保持语音清晰，背景噪声被有效抑制，且在头部运动和风噪测试中表现稳定，无明显性能下降。

五、稳定性测试对用户体验的意义

1.保障沟通效率：稳定的降噪意味着无论用户是在喧闹的街头行走，还是在风大的户外跑步，对方都能清晰地听到声音，无需反复询问，提升沟通效率。

2.提升专业形象：在移动办公场景下，稳定的通话质量能体现用户的专业性。

3.增强产品信赖度：用户不会因为“一转头就听不清”或“一进地铁就断连”而对产品失去信心。

六、总结与展望

真无线耳机麦克风降噪稳定性测试是一个复杂而系统的工程，它超越了简单的“能不能听清”，而是深入到“在各种复杂条件下是否一直能听清”。基于GB/T 35590-2017的严谨精神，并结合专业的音频测试标准，我们可以更科学地评估和提升产品的这一核心能力。

未来，随着AI算法在降噪领域的深入应用（如AI通话降噪），测试方法也需要与时俱进，例如引入更复杂的语义理解测试，以评估AI算法在极端情况下的鲁棒性（Robustness）。对于制造商而言，持续优化麦克风布局、提升算法算力、加强抗干扰设计，是打造高品质真无线耳机的必由之路。